CN104533750A

CN104533750A - 线性压缩机

Info

Publication number: CN104533750A
Application number: CN201410612871.9A
Authority: CN
Inventors: 李衡国; 孙浩议
Original assignee: TIANJIN TANFENG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN TANFENG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2015-04-22

Abstract

一种线性压缩机。其包括一个密闭容器；设置在密闭容器内的线性电机；固定于密闭容器内的气缸和辅助缸体，且气缸与辅助缸体分别固定于密闭容器两端；设置在密闭容器内的动子部分，动子部分由活塞和动子骨架构成，活塞两端分别位于气缸与辅助气缸内部；动子骨架连接在磁铁和活塞之间；设置于密闭容器内部的第一弹簧组、第二弹簧组、第三弹簧组和质量体。本发明提供的线性压缩机中的活塞两端都有支撑面进行支撑，谐振弹簧产生的侧力作用于活塞的中间部位，这样就能够极大地减少弹簧侧力对活塞与气缸所形成的轴承面产生的影响，使得气缸表面不易发生磨损现象，并且减小了摩擦损失，增强了线性压缩机的可靠性。

Description

线性压缩机

技术领域

本发明涉及一种线性压缩机，特别是涉及一种能效高且稳定性好的线性压缩机。

背景技术

线性压缩机是一种利用设置在密闭容器(壳体)内的线性电机进行直线运动，从而带动活塞进行往复运动，由此将吸入在气缸内部的气体进行压缩而后排出的装置。图1为一种已有技术的线性压缩机纵向结构剖视图。如图1所示，这种已有技术的线性压缩机包括：一个外壳6，具有一个气密的空间，并且其上连接有用于吸入气体的吸入管2和用于排出压缩气体的排出管4；一个进行直线往复运动的电机8，其设置在外壳6中，在通电时产生往复力；一个压缩单元1O，用于借助电机8产生的往复力来压缩气体；一个支架，用于支撑电机8和压缩单元10；所述的电机8包括：外定子18、内定子20、绕组线圈22和磁体24；其中内定子20设置在外定子18的内侧，并与外定子18间保持一定的间隙；绕组线圈22缠绕在外定子18或者内定子20上，用以在通电时在外定子18和内定子20之间形成磁通；磁体24设置在外定子18和内定子20之间的间隙中，并且固定在一个磁体保持架26上，磁体保持架26与弹簧支承杆28和压缩单元10的活塞30相连；压缩单元10包括：一个活塞30，因与磁体保持架26相连而能够进行直线往复运动；一个气缸34，其内部以滑动的方式插入有活塞30，并形成压缩室32:一个吸入阀38，安装在活塞30的下端面上，用于打开和关闭形成在活塞30上的进口36；和一个排出阀组件，安装在气缸34的下端面上，用于打开和关闭流体出口；所述的排出阀组件包括：一个排出阀40，安装在气缸34的下端面上，用于排出压缩流体；一个排出盖42，安装在排出阀40的下方；一个排出管46，与排出盖42的一侧相连；和一个弹簧44，设置在排出盖42的内表面和排出阀40之间，用于弹性支撑排出阀40。所述的支架包括：一个第一支架12，固定在气缸34的外圆周面上，用于支撑气缸34；—个第二支架14，与第一支架12连接在一起，用于支撑外定子18的一个侧面；一个第三支架16，与第二支架14连接在一起，固定在外定子18的外圆周面上，用于支撑往复运动的电机8；—个第一谐振弹簧48，设置在弹簧支撑杆28的下端面与第一支架12之间，用于当活塞30收缩时向活塞30施加弹力；一个第二谐振弹簧50，设置在弹簧支撑杆28与第二支架14之间，用于当活塞30伸出时向活塞30施加弹力；至少一个第一支承弹簧52，设置在第三支架16和外壳6顶面之间；一个第二支承弹簧54，设置在排出盖42和外壳6的底面之间，用于支撑外壳6以及对安装在外壳6内的元件进行减振。

但是，上述这种已有技术的线性压缩机存在下列缺点：其活塞只有一个支撑面，即气缸内表面，谐振弹簧的侧力作用于活塞的另一端，使得弹簧侧力容易影响活塞与气缸所形成的轴承面，导致气缸内表面发生磨损现象。而且气缸一旦发生磨损，不仅会降低压缩机的机械效率，还有可能出现卡缸的现象，结果导致压缩机无法正常运转。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能效高、稳定性好的线性压缩机。

为了达到上述目的，本发明提供的线性压缩机包括一个密闭容器；设置在密闭容器内且由定子、定子线圈及磁铁构成的线性电机；固定于密闭容器内的气缸和辅助缸体，且上述气缸与辅助缸体分别固定于密闭容器的两端；设置在密闭容器内的动子部分，上述动子部分由活塞和动子骨架构成，其中活塞两端分别位于上述气缸与辅助气缸的内部；动子骨架连接在磁铁和活塞之间；设置于密闭容器内部的第一弹簧组、第二弹簧组、第三弹簧组和质量体；第一弹簧组一端固定在密闭容器上，另一端固定于质量体；第二弹簧组一端固定于质量体，另一端固定于动子骨架；第三弹簧组一端固定于动子骨架，另一端固定于密闭容器上。

所述的磁体为永磁铁。

所述的磁体由一个永磁铁或两个彼此相连的永磁铁构成。

所述的动子骨架靠近辅助缸体设置，质量体靠近气缸设置。

所述的第一弹簧组、第二弹簧组及第三弹簧组每组中至少包含一个螺旋弹簧。

本发明提供的线性压缩机中的活塞两端都有支撑面进行支撑，谐振弹簧产生的侧力作用于活塞的中间部位，这样就能够极大地减少弹簧侧力对活塞与气缸所形成的轴承面产生的影响，使得气缸表面不易发生磨损现象，并且减小了摩擦损失，增强了线性压缩机的可靠性。

附图说明

图1为已有技术的线性压缩机纵向结构剖视图。

图2为本发明实施例一提供的线性压缩机剖视图。

图3为本发明实施例二提供的线性压缩机剖视图。

图4为本发明实施例三提供的线性压缩机剖视图。

图5为本发明实施例四提供的线性压缩机剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的线性压缩机进行详细说明。

实施例一：

如图2所示，本实施例提供的线性压缩机包含壳体00；吸气管01和排气管02，安装在壳体00上，分别用于气体的流入与排出；气缸21，固定于壳体00内部的左端；气缸21上设有能够打开或关闭的排气阀62；排气阀62上设有排气弹簧23，用于打开或关闭排气阀62；辅助缸体64，固定于壳体00内部的右端；活塞11，其左端设置于气缸21内部，右端设置于辅助缸体64内部，并且能够在活塞11和辅助缸体64的内圆周面上进行直线往复运动；吸气阀63，设置在活塞11左端面上且可以打开或关闭；固定于壳体00内部且构成线性电机的内定子31、外定子65、定子线圈33及永磁铁66，内定子31与外定子65间形成有环形间隙；永磁铁66设置于上述环形间隙中，定子线圈33缠绕在外定子65上；动子骨架13，用于连接永磁铁66及活塞11；设置于壳体00内部的第一螺旋弹簧组4A、第二螺旋弹簧组4B、第二螺旋弹簧组4C和质量体60；其中第一螺旋弹簧组4A一端固定于壳体00内左端面上，另一端固定于质量体60左端面上；第二螺旋弹簧组4B一端固定于质量体60右端面上，另一端固定于动子骨架13上；第三螺旋弹簧组4C一端固定于动子骨架13上，另一端固定于壳体00内右端面上。

现将本实施例提供的线性压缩机运行方式阐述如下：

当给定子线圈33提供交流电流时，在外定子65与内定子31之间将产生磁场。由于提供的电流为交流电流，其磁场的极性呈周期性变化，从而使得永磁铁66通过动子骨架13带动活塞11以与所提供电流相同的频率在气缸21和辅助缸体64内表面上进行直线往复运动。此时，待压缩的气体将通过吸气管01进入线性压缩机内部，然后流入活塞11内部，之后再通过开启的吸气阀63进入气缸21的内部并由活塞11进行压缩。其中吸气阀63是通过活塞11往复运动产生的内外压力差打开和关闭的。当气缸21内的压力达到一定值时，排气阀62将被打开，此时，经过压缩的高压气体将通过排气管02排出。当活塞11进行直线往复运动时，其会带动与其连接的第三螺旋弹簧组4C、第二螺旋弹簧组4B、质量体60和第一螺旋弹簧组4A一起运动。当激励频率在一定的范围时，活塞11与质量体60的运动相位正好相反，此时，其作用在壳体00上的力相互抵消，从而有效地减小了线性压缩机的振动。上述减振效果在韩国专利(专利号：10-2006-0042683)有过详细的说明。根据上述说明可知，活塞11两端分别受到来自气缸21和辅助缸体64内表面的支撑作用，使得螺旋弹簧的侧向作用力对活塞11的影响较小，从而降低了气缸21表面发生磨损的可能性，提高了线性压缩机的效率和稳定性。

实施例二：

如图3所示，本实施例与实施例一提供的线性压缩机在结构与运行方式上大致相同。不同之处在于，本实施例提供的线性压缩机在原有的活塞11右端设置了第二吸气阀15；在辅助缸体64上设置了第二排气阀25和第二排气弹簧26；在壳体00的右端设置了第二排气管03。由于活塞11同时在气缸21和辅助缸体64内进行直线往复运动，这样使得在辅助缸体64内也可以形成压缩室以对气体进行压缩，从而能够提高排气容量，增大压缩机产能。

现将具体运行方式阐述如下：当给定子线圈33提供交流电流时，在外定子65与内定子31之间将产生磁场。由于提供的电流为交流电流，其磁场的极性呈周期性变化，使得永磁铁66将通过动子骨架13带动活塞11以与所提供电流相同的频率在气缸21和辅助缸体64内部进行直线往复运动。此时，待压缩的气体将通过吸气管01进入线性压缩机内部，然后流入活塞11内部，之后再通过开启的吸气阀63和第二吸气阀15分别进入气缸21和辅助缸体64的内部并由活塞11进行压缩。其中吸气阀63和第二吸气阀15是通过活塞11往复运动产生的内外压力差打开和关闭的，并且总是相对打开和关闭，即一个打开，另一个关闭。当活塞11向左端运动时，吸气阀63关闭，同时第二吸气阀15打开，在压缩气缸21内气体的同时，气体进入辅助缸体64内。当气缸21内压力达到一定值时，排气阀62被打开，此时经过压缩的高压气体将通过排气管02排出，同时活塞11开始向右端运动，此时第二吸气阀15关闭，吸气阀63打开，进而压缩辅助缸体64内的气体。当辅助缸体64内压力达到一定值时，第二排气阀25将打开，此时经过压缩的高压气体将通过第二排气管03排出，同时活塞11又开始向左端运动，从而形成一个循环周期，依次往复运行。

实施例三：

如图4所示，本实施例与实施例一提供的线性压缩机的不同之处在于，使用了另一种线性电机结构——两个极性相反的第一永磁体14a和第二永磁体14b代替了实施例一中的永磁铁66；同时将实施例一中的内定子31与外定子65合并为定子31A；定子线圈33不变。除此之外，本实施例线性压缩机的运行方式与实施例一相同，因此这里不再叙述。

实施例四：

如图5所示，本实施例与实施例二提供的线性压缩机的不同之处在于，使用了另一种线性电机结构——两个极性相反的第一永磁体14a和第二永磁体14b代替了实施例二中的永磁铁66；同时将实施例二中的内定子31与外定子65合并为定子31A；定子线圈33不变。除此之外，本实施例提供的线性压缩机的运行方式与实施例二相同，因此这里不再叙述。

Claims

1.一种线性压缩机，其包括一个密闭容器；设置在密闭容器内且由定子、定子线圈及磁铁构成的线性电机；其特征在于：所述的线性压缩机还包括固定于密闭容器内的气缸和辅助缸体，且上述气缸与辅助缸体分别固定于密闭容器的两端；设置在密闭容器内的动子部分，上述动子部分由活塞和动子骨架构成，其中活塞两端分别位于上述气缸与辅助气缸的内部；动子骨架连接在磁铁和活塞之间；设置于密闭容器内部的第一弹簧组、第二弹簧组、第三弹簧组和质量体；第一弹簧组一端固定在密闭容器上，另一端固定于质量体；第二弹簧组一端固定于质量体，另一端固定于动子骨架；第三弹簧组一端固定于动子骨架，另一端固定于密闭容器上。

2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于：所述的磁体为永磁铁。

3.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于：所述的磁体由一个永磁铁或两个彼此相连的永磁铁构成。

4.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于：所述的动子骨架靠近辅助缸体设置，质量体靠近气缸设置。

5.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于：所述的第一弹簧组、第二弹簧组及第三弹簧组每组中至少包含一个螺旋弹簧。